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Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
1
Abastecimento de água e drenagem
de águas residuais
Redes e Instalações
Filipa Ferreira
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
2Índice da apresentação
Introdução
Regulamentação
Distribuição de água
Drenagem de águas residuais
•Aspectos gerais
•Interligação entre sistemas prediais e arquitectura
•Regras gerais de concepção
•Materiais e acessórios
•Implantação
•Dimensionamento hidráulico
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
3Introdução
4000 AC a 2500 AC
Cidades de Ur e Babilonia, na Mesopotâmia. Dispunham de sarjetas e colectores
em tijolo e asfalto. Por baixo das habitações havia uns reservatórios para dejectos
(“cesspools”, em terminologia anglo-saxónica).
As primeiras tubagens conhecidas tiveram origem nestas cidades.
Tês e curvas a 90º da rede da Babilónia.
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
4ddd
Rua de Pompeia com zona central para
escoamento águas pluviais (anterior à erupção
do Vesúvio em 24/Ago/79 AD).
Boca da verdade (Roma) – antigo sumidouro da civilização romana.
Ruínas de uma latrina pública do século I, em
Ephessos, Turquia.
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
5ddd
Visita em barco aos esgotos de Paris, em 1896
Medição de caudal com molinete no colector
pombalino da R. Augusta, Lisboa.
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
6Introdução
Centre Pompidou (Paris)
As tubagens/infra-estruturas como elemento arquitectónico:
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
7Regulamentação
Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de. Distribuição de
Água – Decreto-Lei nº 207/94, de 6 de Agosto, e Decreto Regulamentar
nº 23/95, de 23 Agosto.
Curso de dimensionamento de redes de distribuição e drenagem de
águas residuais – LNEC, 28 e 29 de Abril de 1993, Processo
088/71/1060.
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
8
Distribuição de água
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
9Distribuição de água
Aspectos gerais
A rede geral de distribuição alimenta, por meio de ramais de ligação (tubagem
que assegura o abastecimento predial de água, desde a rede pública até ao limite da propriedade a servir),
os diversos edifícios ou instalações a servir.
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
10Distribuição de água
Interligações entre os sistemas prediais e a arquitectura
Localização de contadores
Localização de aparelhos sanitários e equipamentos
Necessidade de galerias verticais (para instalação de colunas), tectos falsos e calhas (para instalação de tubagens horizontais) – fácil acesso para manutenção!
Instalações complementares:
• depósitos de água
• instalações sobrepressoras
espaço, segurança, salubridade, manutenção, atenuação de ruído e vibrações
Localização bocas de incêncio (e portas corta-fogo, vias de fuga…)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
11Distribuição de água
Regras gerais de concepção
Existência rede pública: localização e pressão disponível
Economia de 1º investimento e de exploração
Conforto: acústico (purgar ar nos pontos altos; limitar velocidade máxima)
temperatura
assegurar necessidades de caudal e pressão;
Traçado (Art. 95º):
• O mais curto possível (reduzir perdas de carga, custos, etc.)
• Troços rectos, horizontais (i>0,5% favorecer a circulação de ar) e verticais, unidos por acessórios
• Canalização de água quente dist.>0,05 m da de água fria, instalada paralelamente e sempre acima desta
• Troços em derivação criar zonas passíveis de serem isoladas
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
12Distribuição de água
• Evitar traçados:
• muito expostos a choques mecânicos
• em zonas de difícil detecção/reparação de avarias
Instalação (Art. 96º):
• Tubagens não devem ficar:
• sob elementos de fundação
• embutidas em elementos estruturais
• embutidas em pavimentos (excepto se flexíveis e embainhadas)
• em sistemas de ventilação e chaminés
• Tubagens devem ficar:
• à vista, em galerias, caleiras, tectos falsos, embutidas…
• no exterior: em vala, em paredes ou caleiras
Prevenção contra corrosão (Art. 97º)
Isolamento térmico (Art. 98º)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
13Distribuição de água
Materiais …
Quadro 2A - Diâmetros da
tubagem (aço inoxidável)
D com e D int
[mm] [mm] [mm]
12 0.6 10.8
15 0.6 13.8
18 0.7 16.6
22 0.7 20.6
28 0.8 26.4
35 1.0 33.0
42 1.1 39.8
Ex.: Tubagens em aço inox
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
14Distribuição de água
… e acessórios
contadores (instalados em espaços adequados: logradouros, zona de entrada…)
torneiras e fluxómetros
criar zonas isoláveis para que a reparação de dispositivos/troços não inviabilize o abastecimento noutras zonas
válvulas
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
15Distribuição de água
Implantação
Rede convencional: Rede PEX:
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
16Distribuição de água
Dimensionamento
Constituição da rede – Anexo III:
Simbologia – Anexo II
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
17Distribuição de água
Dimensionamento hidráulico
Caudais instantâneos – Anexo IV:
Dispositivos de utilização Simbolo Qmín
[ - ] [ - ] [l/s]
Lavatório individual Lv 0.10
Lavatório colectivo LvC 0.05
Bidé Bd 0.10
Banheira Ba 0.25
Chuveiro individual Ch 0.15
Autoclismo de bacia de retrete Br 0.10
Mictório com torneira individual Mi 0.15
Pia lava-loiça Ll 0.20
Bebedouro B 0.10
Máquina de lavar loiça Ml 0.15
Máquina de lavar roupa Mr 0.20
Bacia de retrete com fluxómetro BrF 1.50
Mictório com fluxómetro MiF 0.50
Boca de rega D15 Br_15 0.30
Boca de rega D20 Br_20 0.45
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
18Distribuição de água
Coeficiente de simultaneidade – Anexo V Caudais de cálculo
(Art. 93º)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
19Distribuição de água
smVsm /0,2/5,0
Dimensionamento hidráulico (Art. 94º):
• caudais de cálculo
• velocidade (admitir inicialmente V=2m/s)
• rugosidade do material (Ks = 90 a 100 m1/3/s)
Quadro 3 - Caudais de dimensionamento e diâmetros
Troço Q a Q c D aprox D com D int V Material
[ - ] [l/s] [l/s] [mm] [mm] [mm] [m/s] [-]
F6.1.2 - F6.1.1 0.20 0.27 13 15 13.8 1.52 inox
F6.1.1.1 - F6.1.1 0.10 0.20 11 12 33 1.78 inox
F6.1.1 - F6.1 0.30 0.32 14 22 20.6 0.85 inox
F6.3 - F6.2 0.20 0.27 13 15 13.8 1.52 inox
F6.2 - F6.1 1.05 0.58 19 22 20.6 1.53 inox
F6.1 - F6 1.05 0.58 19 28 26.4 0.94 inox
F11 - F10 0.10 0.20 11 12 33 1.78 inox
F10 - F9 0.20 0.27 13 15 13.8 1.52 inox
F9 - F8 0.50 0.41 16 18 16.6 1.60 inox
F8 - F7 0.70 0.48 17 22 20.6 1.26 inox
F7.1 - F7 0.30 0.32 14 18 16.6 1.27 inox
F7 - F6 1.00 0.57 19 22 20.6 1.49 inox
F5.1.1 - F5 0.10 0.20 11 12 33 1.78 inox
F5.2 - F5.1 0.15 0.24 12 15 13.8 1.35 inox
F5.1 - F5 0.25 0.30 14 15 13.8 1.68 inox
F6 - F5 1.25 0.63 20 28 26.4 1.03 inox
F5 - F4 1.25 0.63 20 30 30 0.89 f. galv.
F4.3.1.1 - F4.3 5.00 1.28 29 45 38 0.81 f. galv.
F4.3.1 - F4.3 0.45 0.39 16 20 20 1.24 f. galv.
F4.3 - F4.2 5.45 1.34 29 45 38 0.84 f. galv.
F4.2.1 - F4.2 0.45 0.39 16 20 20 1.24 f. galv.
F4.2 - F4.1 5.90 1.39 30 45 38 0.87 f. galv.
F4.1.1 - F4.1 5.00 1.28 29 45 38 0.81 f. galv.
F4.1 - F4 10.90 1.91 35 50 38 0.98 f. galv.
F4 - F3 12.15 2.03 36 50 38 1.04 f. galv.
F3.1 - F3 0.45 0.39 16 20 20 1.24 f. galv.
F3 - F2 12.60 2.07 36 50 38 1.06 f. galv.
F2.1 - F2 0.45 0.39 16 20 20 1.24 f. galv.
F2 - F1 13.05 2.12 37 50 38 1.08 f. galv.
F1 - Rede 13.05 2.12 37 50 38 1.08 f. galv.
Q1.1 - Q1 0.20 0.27 13 15 13.8 1.52 inox
Q4 - Q3 0.30 0.32 14 18 16.6 1.27 inox
Q3 - Q2 0.45 0.39 16 18 16.6 1.53 inox
Q2 - Q1 0.45 0.39 16 18 16.6 1.53 inox
Caudais de dimensionamento e diâmetros
V
QDAVQ
4.
Equação da continuidade Fórmula de Manning-Strickler2
3/8
3/53/2 4
DK
QJJRhAKQ
s
s
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
20Distribuição de água
Pressão (Art. 87º):
- regulamentar → 5 a 60 m.c.a (50 a 600 kPa)
- de conforto → 15 a 30 m.c.a (150 a 300 kPa)
Pmín = 100 + 40 n (kPa) (n = nº de pisos acima do solo incluindo piso térreo)
Pressão na rede pública ( 30 m.c.a)
LJHHH slocalizadacontínuastotal 2,1
acumrede HDesnívelPP Quadro 4 - Verificação da pressão no ponto F6.1.2
Troço Q c D com J L H total H acumu Desnível Pressão
[ - ] [l/s] [mm] [m/m] [m] [m] [m] [m] [m.c.a.] [kPa]
Rede - F1 2.12 50 0.173 2.00 0.41 0.41 1.00 28.59 280
F1 - F2 2.12 50 0.173 1.00 0.21 0.62 2.00 27.38 268
F2 - F3 2.07 50 0.166 9.00 1.80 2.42 2.00 25.58 251
F3 - F4 2.03 50 0.160 8.00 1.53 3.95 2.00 24.05 236
F4 - F5 0.63 30 0.055 2.00 0.13 4.08 2.00 23.92 234
F5 - F6 0.63 28 0.108 1.00 0.13 4.21 2.00 23.79 233
F6 - F6.1 0.58 28 0.091 5.00 0.55 4.76 7.50 17.74 174
F6.1 - F6.1.1 0.32 22 0.105 9.50 1.20 5.96 7.50 16.54 162
F6.1.1 - F6.1.2 0.27 15 0.621 9.50 7.08 13.04 7.50 9.46 93
Verificação da pressão
Qacum Dint
(x 9.8)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
21Distribuição de água
Instalações complementares
Reservatórios (Art. 108º):
• Armazenamento de água à pressão atmosférica
• Reserva destinada à alimentação das redes prediais
• Necessários quando a rede pública não oferece
garantias de caudal e pressão à operação da rede predial
• Entidade gestora autorização
definição de aspectos construtivos,
localização e dimensionamento
Instalações elevatórias e sobrepressoras (Art. 109º):
• Elevar água armazenada em reservatórios
• Aumentar a pressão disponível na rede pública
(caso esta seja insuficiente para garantir boas condições de
utilização do sistema)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
22Distribuição de água
Verificação, ensaios e desinfecção
Verificação (Art. 110º): com canalizações e acessórios à vista
Desinfecção do sistema (Art. 112º)
Ensaio de estanquidade (Art. 111º)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
23
Drenagem de águas residuais
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
24Drenagem de águas residuais
Aspectos gerais
Redes públicas: unitárias vs separativas.
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
25
Interligações entre os sistemas prediais e a arquitectura
Necessidade galerias verticais (para instalação de tubos de queda e colunas de ventilação)
e tectos falsos (para instalação de ramais de descarga - tubagens horizontais) – fácil acesso para manutenção
Localização de aparelhos sanitários e equipamentos (para traçado dos ramais de descarga/tubos de queda)
Instalações complementares:
• Instalações elevatórias
• Câmaras retentoras de sólidos ou de gorduras
espaço, manutenção, atenuação de ruído e vibrações
Drenagem de águas residuais
Estudar a recolha de águas pluviais(tipo de cobertura, dimensões e declives das caleiras, localização de tubos de queda – não danificar elementos estruturais, estética da fachada)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
26
Regras gerais de concepção
Obrigatória a separação dos sistemas de drenagem doméstica e pluvial
(Art.198º), a montante das câmaras de ramal de ligação à rede pública.
Existência rede pública : conhecer características dos colectores públicos (diâmetros, profundidades e localização)
Economia
Conforto: evitar ruído,
entupimentos
desforragem dos sifões
Drenagem de águas residuais
Evitar acumulação de água em zonas de circulação e na cobertura
Manter distância > 1 m entre rede água e de esgotos
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
27Drenagem de águas residuais
Proteger edifícios de infiltrações rebaixamento de nível freático e ligação
águas colectadas a sistema predial de águas pluviais
Caves (Art. 205º) – elevar águas residuais acima do arruamento para evitar o
funcionamento em carga e inundações das caves
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
28Drenagem de águas residuais
Materiais …
Quadro 2 - Diâmetros da
tubagem (PVC rígido)
D com e D int
[mm] [mm] [mm]
40 1.8 38.2
50 1.8 48.2
63 1.8 61.2
75 1.8 73.2
90 1.8 88.2
110 2.2 107.8
125 2.5 122.5
140 3.5 136.5
160 3.5 156.5
Ex.: Tubagens em aço inox
PVC rígido
ferro fundido
ferro galvanizado
aço inox
grês
etc….
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
29Drenagem de águas residuais
… e acessórios
Câmaras de inspecção (Art. 261º)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
30Drenagem de águas residuais
Sifões (Art. 253º a 256º)
Ralos (Art. 257º a 260º)
Sumidouros
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
31Drenagem de águas residuais
Principais componentes
Ramal de descarga
• transporta as águas residuais dos aparelhos sanitários para o tubo de queda ou colector predial
Tubo de queda
• recebe a descarga dos pisos mais elevados e drena para o colector predial
• ventila as redes pública e predial
Colectores prediais
• recebe a descarga dos tubos de queda e ramais de descarga e transporta-as para jusante, até ao ramal público
Ramal de ventilação
• assegura o fecho hídrico do sifões, se necessário
Colunas de ventilação
• completa a ventilação feita pelos tubos de queda
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
32Drenagem de águas residuais
Implantação
Traçado (Art. 217º e 249º):
• Troços rectilíneos
• Separar ramais de água de sabão
e de águas de retrete
• Ligações a tubos de queda através
de forquilhas
• Ligações a colectores prediais
através de câmaras de inspecção (afastamento máximo de 15 m)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
33
Dimensionamento hidráulico
Drenagem de águas residuais
Simbologia – Anexo XIII
Caudais de descarga – Anexo XIV:
Dispositivos de Simbolo Caudal Ramal Sifão
utilização descarga descarga Dmin
[ - ] [ - ] [l/min] [mm] [mm]
Bacia de retrete BR 90 90 (a)
Banheira Ba 60 40 30
Bidé B 30 40 30
Chuveiro Ch 30 40 30
Lavatório L 30 40 30
Máquina de lavar loiça ML 60 50 40
Máquina de lavar roupa MR 60 50 40
Mictório de espaldar Me 90 75 60
Mictório suspenso Ms 60 50 (a)
Pia lava-loiça LL 30 50 40
Tanque T 60 50 30
(a) incorporado no aparelho
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
34Drenagem de águas residuais
Coeficiente de simultaneidade – Anexo XV Caudais de cálculo
(Art. 213º)
Nota (redes pluviais):
• Áreas a drenar
• Coeficiente de escoamento
• Precipitação
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
35Drenagem de águas residuais
Dimensionamento hidráulico (Art. 214º e 246º):
• declives: 1 a 4%
• dimensionamento a meia secção para águas residuais (e a secção cheia
para águas pluviais)
Nota: os ramais de descarga individuais podem ser dimensionados a secção
cheia se forem respeitadas as distâncias máximas do Anexo XVI.
• rugosidade do material (Ks = 90 a 100 m1/3/s)
Ramais de descarga e colectores prediais
• colectores prediais 100 mm
( diâm. afluentes)
A secção não pode diminuir para jusante!
Diâmetros mínimos (Art. 215º e 247º):
• ramais de descarga Anexo XIV
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
36Drenagem de águas residuais
Diâm. Caudal [l/min]
Inclinação
[mm] 1% 2% 3% 4%
Ramais de descarga
40 19 26 32 37
50 35 49 60 69
63 65 92 113 131
75 105 149 182 210
90 173 245 300 346
110 295 418 512 591
125 415 587 719 831
Colectores prediais
110 295 418 512 591
125 415 587 719 831
140 554 784 960 1109
160 798 1129 1382 1596
200 1425 2015 2468 2850
250 2552 3609 4420 5104
315 4647 6572 8049 9295
NOTA: Caudais calculados admitindo escoa-
mento a meia secção, pela fórmula de
Manning-Strickler (K = 120 m1/3/s).
Dimensionamento de ramais de descarga e colectores prediais
Fórmula de Manning-Strickler: JRhAKQ s 3/2
4,0n
6,1
6,0
n1n DiK
Q 063,6sen
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
37Drenagem de águas residuais
Tubos de queda
Diâmetro do tubo Taxa de
de queda ocupação
[mm] [ - ]
D = 50 1/3
50 < D 75 1/4
75 < D 100 1/5
100 < D 125 1/6
D > 125 1/7
Taxa de ocupação (Art. 229º e Anexo XVII):
• não exceder 1/3 em sistemas com ventilação secundária
• em sistemas sem ventilação secundária:
(evitar a formação de “tampões” de ar)
Diâmetros mínimos (Art. 232º):
• tubo de queda 50 mm
( diâm. afluentes)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
38Drenagem de águas residuais
Dimensionamento hidráulico (Art. 231º):
• diâmetro constante em toda a extensão do tubo de queda
• (D em mm; Qc em l/min)8/58/3
4205,4
occ txQD
Diâm. Caudal [l/min]
Taxa de ocupação
[mm] 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7
50 103 64 44 33 25
63 191 118 82 60 47
75 305 189 130 96 74
90 495 307 211 156 121
110 846 524 361 266 206
125 1189 736 508 375 290
140 1609 996 687 507 392
160 2297 1422 980 724 560
200 4165 2579 1778 1312 1015
250 7552 4675 3223 2379 1840
Dimensionamento de tubos de queda
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
39Drenagem de águas residuais
Traçado (Art. 231º):
• vertical, preferencialmente
• se necessário, mudanças de direcção através de
curvas de concordância
Bocas de limpeza (Art. 235º):
• diâmetro Dtubo queda
• localização:
– nas mudanças de direcção
– na mais alta inserção dos ramais no tubo de queda
– de 3 em 3 pisos
– na parte inferior do tubo, se não existir uma câmara de inspecção
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
40Drenagem de águas residuais
Ventilação
Primária: assegurar sempre (prolongamento dos tubos de queda até à sua abertura
para a atmosfera)
(Anexo XX)
Secundária: através de colunas ou ramais de ventilação, quando necessário
(Q>700 L/min e Htubo queda>35 m)
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
41Drenagem de águas residuais
Ventilação (Art. 203º): a ventilação da rede de águas residuais deve
ser independente doutros sistemas de ventilação
Ramais de ventilação
Art. 221º e 222º:
• implantação no ramal de descarga:
• não podem ser interceptados pelas linhas
piezométricas
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
42
Instalações complementares
Drenagem de águas residuais
Instalações elevatórias (Art. 262º):
• assegurar fácil inspecção e manutenção
• minimizar ruídos, vibrações e odores
• com ventilação secundária
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
43
espaço, manutenção, atenuação de ruído e vibrações
Drenagem de águas residuais
Câmaras retentoras de sólidos ou de gorduras (Art. 263º e 266º):
• separar gorduras, hidrocarbonetos e sólidos
• não é permitida a introdução de águas residuais provenientes de
bacias de retrete e urinóis
• dotadas de ventilação e sifão
Abastecimento de água e drenagem de águas residuais
44Distribuição de água
Regras de exploração e ensaios
Ensaio de estanquidade (Art. 269º)
• com ar, fumo ou água
• exemplo:
Ensaio de eficiência (Art. 270º e Anexo XXII)
• comportamento dos sifões quanto a fenómenos de auto-sifonagem
e sifonagem induzida